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2021-02-22 20:41:12

研首个集成单芯片数字毫米波波束形成器

据外媒报道,密歇根大学(the University of Michigan)电气与计算机系的工程师们研发了首款全集成式单芯片数字毫米波(MMW)波束成形器,可为高频5G通信开辟新道路。该技术可用于改进车到车通信、自动驾驶、卫星互联网和国防等行业。

波束成形可以让传输信号的设备将信号传至特定方向,而不是让信号向各个方向辐射,后者会造成严重的干扰以及效率损失。该技术是毫米波通信的基本技术,毫米波通信通常在频率较高(通常在24GHz和100GHz)的范围内工作,此种高频通信可让数据以高速传输,这也是5G技术的关键优势之一。

研究人员们一直采用模拟波束成形的标准方法,不过,Michael Flynn教授一直在研究一种数字化方法,以利用大规模波束成形、高度精确波束模式、灵活且能够同时形成多个波束的能力等优势。

例如,Flynn认为,可以在派往灾区的无人机上采用数字化波束成形技术,为陷入困境的人们提供紧急互联网。此外,该技术还能够用于卫星互联网,以便向居住在城市外的人们提供互联网,因为在城市外围,互联网可能会断断续续,或者根本没有互联网。如果手机配备了数字化无线波束成形技术,就可以为个人提供更加可靠的互联网服务。

Flynn与团队打造了一个28GHz毫米波数字化波束成形器,配备了一个定制化的天线阵列,在单个集成电路中有16个天线。

这是首个执行毫米波数字波束成形的单芯片系统,由于是单芯片,因而功率与尺寸都比现有的数字系统好上一个数量级。此外,由于是数字信号,因而此类信号既可以指向任何方法,又可以同时“接收”四个不同方向的信息。

这是首个执行毫米波数字波束成形的单芯片系统,由于是单芯片,因而功率与尺寸都比现有的数字系统好上一个数量级。此外,由于是数字信号,因为此类信号既可以指向任何方法,又可以同时“接收”四个不同方向的信息。因此,该设备可以跟踪四架飞机,或者同时与四颗卫星通信。

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